Tietoliikennearkkitehtuurit

1998: Kotitehtävä 7 - Mallivastaus

1. Siirtyminen IPv6:een (4 pistettä)

a) Miksi on tarpeellista lähitulevaisuudessa siirtyä IPv4:n käytöstä (IPng) IPv6:een. Luettele kolme syytä se selitä jokainen syy yhdellä tai kahdella virkkeellä. (2 pistettä)

Koska IPv4:n 32-bittinen osoiteavaruus ei riitä äärettömän kauan. Tällä hetkellä tulee jatkuvasti laitteistoja, jotka tarvitsevat osoitteen ja jossain vaiheessa ei enää ole yhtään IPv4:n 32-bittistä osoitetta jäljellä. IPv6:n 128-bittiset osoitteet ratkaisevat tämän ongelman ainakin joksikin ajaksi.

Toinen syy on se, että verkon kasvaessa myös reititystaulujen koko kasvaa. IPv6:n pitäisi tarjota ratkaisu siihen ja pysäyttää reititystaulujen kasvu.

IPv6 lupaa myös parempaa verkon turvallisuutta.

Myöskin IPv6:n tuki liikkuvuudelle on tärkeä nyt ja luonnollisesti tulevaisuudessa.

b) Mikä on pääero IPv4:n ja IPv6:n otsikkokenttien välillä. Luettele nimet ja selitä lyhyesti IPv6:n perusotsikkokenttien ja sekä kuuden lisäkentän tehtävät. (2 pistettä)

IPv6:n otsikko on jaettu kahteen osaan; perusotsikkooon ja valinnaisiin lisäotsikoihin. IPv6:n perusotsikko sisältää vähemmän kenttiä kuin IPv4:n otsikko.

IPv6:n perusotsikon kentät:

• version number - version numero
• flow label - paketin sisältö (prioriteetti)
• payload length - hyötykuorman määrä
• next header - seuraavan otsikon numero
• hop limit - paketin elinikä
• source address - lähettäjä
• destination address - vastaanottaja

IPv6:n kuuden lisäotsikon tehtävät:

• hop-by-hop
  Jokainen reititin matkalla tarkastaa kentän. Kenttä sisältää tietoa reitittimille.
• end-to-end
  Ainoastaan lähettäjä ja vastaanottaja tarkastavat kentän tiedot.
• routing
  Reititys-kentän tiedoissa määritellään nykyisin käytettä ns. source routing eli pystytään määrittämään minkä reitittimien kautta kyseinen paketti kulkee. Kaikkia matkalla olevia reitittimiä ei tarvitse mainita, vaan itse paketin osoitteet muutetaan, kun haluttu reititin tavoitetaan.
• fragment
  Fragmentaatio-kentässä kerrotaan, kuinka kokonainen paketti on fragmentoitu ja mikä osa tämä paketti on kokonaisuutta.
• authentication
  Nimensä mukaisesti autentikaatiokenttää käytetään tunnistamaan lähettäjä.
• privacy
  Yksityisyyteen liittyvässä kentässä voidaan määritellä esimerkiksi lähettää tieto kryptattuna.

2. Liikkuvuus (2 pistettä)

a) Mitä ongelmia kannettavat, laivoilla ja lentokoneissa olevat tietokoneet kohtaavat nykyisen IP:n, IPv4:n, ollessa käytössä? (1-3 lausetta tekstiä)

IP numerot pitää vaihtaa aina siirryttäessä uudelle alueelle. Toinen vaihtoehto, tosin lähinnä teoreettinen nykyisellä Internetin koolla, olisi päivittää reitittimiä IP:tä tarvitsevan laitteen liikkuessa paikasta toiseen.

b)Miten IPv6 parantaa näiden tietokoneiden ja niiden käyttäjien asemaa ja tilannetta? (2-3 lausetta tekstiä)

IPv6:een on sisällytetty tuki liikkuvalle IP:lle. Se mahdollistaa Internettiin liittyneen koneen liikkua verkosta toiseen niin, että se on käyttäjälle läpinäkyvää. Liikuttaessa verkkojen välillä yhteydet säilyvät ja käyttäjän ei tarvitse vaihdella IP numeroaan.

SIT (3 pistettä)

3 a) Kirjoita auki ja selitä lyhyesti lyhenne SIT? (1 piste)

Simple IPv6 Transition. (Simple Internet Transition)

SIT tarkoittaa suunnitelmallista ja käyttäjän kannalta huomaamatonta siirtymistä IPv4:stä IPv6:een.

3. Mitä ominaisuuksia SIT käsittää? Luettele ainakin viisi ominaisuutta ja kuvaa jokaista ominaisuutta yhdellä tai kahdella virkkeellä. (2 pistettä)

Vähittäinen päivitys (Incremental upgrade) Olemassa olevat IPv4 koneet ja reitittimet voidaan päivittää IPv6:ksi milloin vain riippumatta muiden koneiden ja reitittimien päivittämisistä.

Vähittäinen riippumattomuus (Incremental deployment) Uudet IPv6 koneet ja reitittimet voidaan asentaa milloin vain ilman mitään ennakkoehtoja tai -vaatimuksia.

Helppo osoitteistus (Easy Addressing) Kun olemassa olevat IPv4 koneet ja reitittimet päivitetään IPv6:ksi, ne voivat jatkaa niiden olemassa olevien osoitteiden käyttämistä. Niiden ei tarvitse ottaa uusia osoitteita.

Vähäiset päivitysriippuvuudet (Minimal upgrade dependencies) Ainoa ehto päivitettäessä kone IPv6:ksi on, että DNS palvelin täytyy ensin päivittää hallitsemaan IPv6 osoitteita. Reitittimien päivittämiselle ei ole ennakkovaatimuksia.

Vähäiset suorituskustannukset (Low start-up costs) Tarvitaan vähän tai ei ollenkaan valmistavaa työtä tarvitaan kun päivitetään olemassa oleva IPv4 järjestelmä IPv6:ksi tai asennetaan uusi IPv6 järjestelmä.

4. Osoitteistus (4 pistettä)

a) Mitä tarkoittavat seuraavat termit? Kirjoita jokaisesta termistä 1-2 virkettä. Muista mainita onko eroavaisuuksia IPv4:n ja IPv6:n välillä näiden termien toteutuksessa. (2 pistettä)

• Unicast
• Anycast
• Multicast
• Broadcast

Unicast
Yksittäisen verkkoliittymän osoite. Kohteena on yksittäinen kone (tai reititin). Datagrammi tulee reitittää lyhintä mahdollista reittiä pitkin. Toimii samalla tavalla sekä IPv6:ssa että IPv4:ssä.

Anycast
Verkkoliittymäjoukon osoite.Kohteena on joukko samaan fyysiseen verkkoon kuuluvia koneita. Niillä on siis sama aliverkon osoite. Datagrammi reititetään lyhintä reittiä aliverkkoon ja siellä lähimmälle koneelle. Anycastia ei ole IPv4:ssä.

Multicast
Kohteena on joukko koneita, joiden ei tarvitse olla edes samassa fyysisessä verkossa. Jokaiselle ryhmän jäsenelle toimitetaan kopio datagrammista. IPv4:ssä sellaisenaan ei ole multicastia.

Broadcast
Verkon osoite. Broadcast-osoitteeseen lähetetty paketti menee kaikille aliverkon koneille. IPv6:ssa varsinaisesti ole broadcastia, multicast korvaa sen.

b) Luettele ja selitä lyhyesti kolme eri tapaa esitää tekstimuodossa IPv6-osoite. (2 pistettä)

• x:x:x:x:x:x:x:x,
  jossa x on 16 bittisen osoitelohkon heksadesimaaliarvo
• x::x
  Peräkkäiset, nollia sisältävät 16-bittiset lohkot korvataan kahdella kaksoispisteellä.
• x:x:x:x:x:x:d.d.d.d,
  jossa 6 ensimmäistä 16 bitin lohkoa annetaan heksadesimaaleina ja jäljelle jäävät 8:n bitin lohkot desimaaliarvoina

5. ICMP (3 pistettä)

Oleellisena erona on tietysti IPv6:n erot IPv4:een, eli 128-bittiset osoitteet.

ICMPv6-otsikko identifioidaan Next Headerin arvolla 58, tämä arvo on luonnollisesti eri kuin ICMP:llä IPv4:ssä.

IPv4:lle määritelty IGMP (Internet Group Membership Protocol) on sulautettu ICMPv6:een: group membership messages

ICMPv6:n viestit jaetaan kahteen osaan: virheilmoituksiin ja tiedottaviin viesteihin. ICMPv4:ssä viestit ovat keskittyneet lähinnä virheiden ilmoittamiseen

ICMPv6:n viestien käsittelyyn on määritelty tarkemmat säännöt.

Osa ICMPv4:n viesteistä on jätetty kokonaan pois. Esim. Source Quench.

ICMPv6:n otsikossa ei ole enää "unused" -kenttää.

ICMPv6 viestiin mahtuu huomattavasti enemmän tietoa kuin entiseen versioon.

Tämän sivun sisällöstä vastaavat tlarkin assarit, sähköposti: tlark@tcm.hut.fi
Sivua on viimeksi päivitetty 5.11.1998.